(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
バーナへのガス供給路に開閉弁を介設したガス器具であって、
開閉弁は、ばねで閉じ方向に付勢される弁体と、ステッピングモータと、ステッピングモータの正逆転で送りねじ機構を介して弁体の開閉方向たるＸ軸方向に進退される、電磁石を取付けた可動体とを備え、ステッピングモータの正転で可動体を弁体に向けてＸ軸方向に前進させることにより、弁体に固定されるアーマチュアに電磁石を当接させ、電磁石にアーマチュアを吸着させた後、ステッピングモータの逆転で可動体をＸ軸方向に後退させることにより、弁体を開き方向に移動させ、バーナに付設した火炎センサが火炎を検知しなくなったとき、電磁石のコイルへの通電を停止して弁体をばねの付勢力で閉じ位置に復帰させるようにしたモータ弁で構成され、
バーナに付設した点火電極でのスパークを開始する点火時に、ステッピングモータを間歇的に逆転させて、弁体を閉じ位置から開き方向に所定ストロークずつ段階的に移動させることを特徴とするガス器具。
【請求項２】
前記バーナに付設した火炎センサでバーナの着火が検出された後は、前記ステッピングモータを、前記弁体が所定の全開位置に移動するまで連続的に逆転させることを特徴とする請求項１記載のガス器具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バーナへのガス供給路に開閉弁を介設したガス湯沸し器等のガス器具に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ガス湯沸し器として、バーナで加熱される熱交換器の上流側の給水路に、止水弁と水圧応動機構とを介設し、バーナへのガス供給路に、電磁弁から成る開閉弁と水圧応動機構に連動する水圧応動弁とを介設し、出湯ボタンの押し操作で先ず止水弁を開弁させて熱交換器に通水し、この通水により水圧応動機構を介して水圧応動弁を開弁させ、水圧応動弁の開弁が検知されたところで、バーナに付設した点火電極でのスパークを開始すると共に開閉弁を開弁させて、バーナに点火するようにしたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
ここで、上記従来例のものでは、点火時に、開閉弁の開弁でいきなり大流量のガスがバーナに供給され、バーナに着火する際に発生する着火音が大きくなってしまう。
【０００４】
また、従来、ばねで閉じ方向に付勢される弁体と、ステッピングモータと、ステッピングモータの正逆転により送りねじ機構を介して弁体の開閉方向たるＸ軸方向に進退される、電磁石を取付けた可動体とを備え、ステッピングモータの正転で可動体を弁体に向けてＸ軸方向に前進させることにより、弁体に固定されるアーマチュアに電磁石を当接させ、電磁石にアーマチュアを吸着させた後、ステッピングモータの逆転で可動体をＸ軸方向に後退させることにより、弁体を開き方向に移動させるようにしたモータ弁が知られている（例えば、特許文献２参照）。
【０００５】
バーナへのガス供給路に介設する開閉弁をこのようなモータ弁で構成すれば、点火時にモータ弁の弁体を所定の小開度で開くことにより、バーナへの供給ガス量を少なくして、着火音を低減することができる。然し、モータ弁の構成部品の寸法バラツキや送りねじ機構のバックラッシュ等によりステッピングモータの回転角と弁体の位置との相関に誤差を生ずるため、点火時の開度を小開度に設定したのでは、点火時の実際の開度が小さくなり過ぎて、点火不良を生じてしまうことがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−２５０４６９号公報
【特許文献２】特開２００５−３０４４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、以上の点に鑑み、着火音を低減でき、且つ、点火不良の発生も防止できるようにしたガス器具を提供することをその課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明は、バーナへのガス供給路に開閉弁を介設したガス器具であって、開閉弁は、ばねで閉じ方向に付勢される弁体と、ステッピングモータと、ステッピングモータの正逆転で送りねじ機構を介して弁体の開閉方向たるＸ軸方向に進退される、電磁石を取付けた可動体とを備え、ステッピングモータの正転で可動体を弁体に向けてＸ軸方向に前進させることにより、弁体に固定されるアーマチュアに電磁石を当接させ、電磁石にアーマチュアを吸着させた後、ステッピングモータの逆転で可動体をＸ軸方向に後退させることにより、弁体を開き方向に移動させ、バーナに付設した火炎センサが火炎を検知しなくなったとき、電磁石のコイルへの通電を停止して弁体をばねの付勢力で閉じ位置に復帰させるようにしたモータ弁で構成され、バーナに付設した点火電極でのスパークを開始する点火時に、ステッピングモータを間歇的に逆転させて、弁体を閉じ位置から開き方向に所定ストロークずつ段階的に移動させることを特徴とする。
【０００９】
本発明によれば、点火時に、開閉弁たるモータ弁の弁体を閉じ位置から開き方向に所定ストロークずつ段階的に移動させるため、いきなり大流量のガスがバーナに供給されることがなく、着火音を低減できる。更に、部品の寸法バラツキや送りねじ機構のバックラッシュ等でステッピングモータの回転角と弁体の位置との相関に誤差を生じても、時間経過に伴いバーナへの供給ガス量が段階的に増加するため、点火不良を生ずることはない。
【００１０】
尚、点火時にステッピングモータを低速で連続的に逆転させて、弁体を開き方向に低速で移動させることも考えられる。然し、ステッピングモータは、低速で連続的に回転させると電力消費量が増す特性があり、電源として乾電池を用いる場合、乾電池の寿命が短くなる。これに対し、本発明の如くステッピングモータを間歇的に回転させれば、電力消費量を低減でき、電源として乾電池を用いる場合に有利である。
【００１１】
また、本発明においては、バーナに付設した火炎センサでバーナの着火が検出された後は、ステッピングモータを、弁体が所定の全開位置に移動するまで連続的に逆転させることが望ましい。これによれば、モータ弁が全開してバーナに所要量のガスが供給されるまでにかかる時間を短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施形態のガス器具の全体構成を示す説明図。
【図２】（ａ）図１のガス器具に設けられたモータ弁の断面図、（ｂ）点火時のモータ弁の弁体の位置変化を示すグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図１を参照して、Ａは本発明の実施形態のガス器具であるガス湯沸し器を示している。ガス湯沸し器Ａは、胴部１と、胴部１の下端開口に臨ませて配置したバーナ２と、胴部１の上部に配置した、バーナ２で加熱される熱交換器３とを備えている。
【００１４】
また、ガス湯沸し器Ａは、操作部材として、出湯ボタンＳ１と、温調ダイヤルＳ２と、能力切換えレバーＳ３とを備えており、更に、出湯ボタンＳ１に電気的に接続されるコントローラＣを備えている。また、バーナ２には、コントローラＣで制御されるイグナイタ２１ａに接続される点火電極２１と、バーナ２の火炎を検知するフレームロッド等から成る火炎センサ２２とが付設されており、火炎センサ２２の検知信号がコントローラＣに入力される。
【００１５】
熱交換器３には、上流側の給水路３ａと、出湯ヘッド３ｂに連なる下流側の出湯路３ｃとが接続されている。
【００１６】
給水路３ａには、上流側から順に、止水弁３１と、水圧応動機構３２と、温調ダイヤルＳ２に機械的に連動する水量調節弁３３とが介設されている。また、バーナ２に対するガス供給路２ａには、上流側から順に、開閉弁たるモータ弁４と、水圧応動弁５と、能力切換えレバーＳ３に機械的に連動するガス量調節弁６とが介設されている。水圧応動機構３２は、通水時に変位するダイヤフラム（図示せず）を内蔵しており、このダイヤフラムの変位に機械的に連動して水圧応動弁５が開弁されるようにしている。また、水圧応動機構３２は、水圧応動弁５が開弁されたか否かを検知する開弁センサ（図示せず）を備えており、開弁センサの検知信号がコントローラＣに入力される。
【００１７】
イグナイタ２１ａ、止水弁３１及びモータ弁４はコントローラＣにより以下の如く制御される。即ち、出湯ボタンＳ１を押すと、コンロトローラＣにより止水弁３１が開弁されて、給水路３ａに通水され、この通水で水圧応動機構３２を介して水圧応動弁５が開弁される。そして、水圧応動弁５の開弁が開弁センサで検知されると、コントローラＣによりイグナイタ２１ａが作動されて、点火電極２１でのスパークが開始されると共に、コントローラＣによりモータ弁４が開弁され、バーナ２にガスが供給されて点火される。
【００１８】
バーナ２に着火してこれが火炎センサ２２で検知されると、点火電極２１でのスパークが停止される。その後、出湯ボタンＳ１を再度押し操作すると、コントローラＣにより止水弁３１が閉弁されて通水が停止され、これに連動して水圧応動弁５が閉弁されると共に、コントローラＣによりモータ弁４が閉弁される。また、不完全燃焼でバーナ２の火炎がリフトしたり失火したりすると、火炎センサ２２が火炎を検知しなくなって、コントローラＣによりモータ弁４が閉弁される。尚、ガス湯沸し器Ａは電源として図示省略した乾電池を備えており、乾電池からコントローラＣに給電されると共に、コントローラＣを介してイグナイタ２１ａ、止水弁３１及びモータ弁４に給電される。
【００１９】
図２（ａ）を参照して、モータ弁４は、流入口４１１と、流出口４１２と、流入口４１１に連通する弁室４１３と、弁室４１３の一端の弁座４１４とを有するバルブケーシング４１を備えており、弁座４１４には、流出口４１２に連通する弁孔４１４ａが形成されている。弁室４１３には、弁体４２と、可動体４３とが収納されている。
【００２０】
弁体４２は、可動体４３との間に縮設したばね４２１により、弁座４１４に着座して弁孔４１４ａを閉塞する閉じ方向に付勢されている。また、弁体４２の開閉方向をＸ軸方向として、弁体４２は、弁座４１４に着座するＸ軸方向前端の弁部４２２と、弁部４２２からＸ軸方向後方にのびる軸部４２３とを有しており、この軸部４２３の後端にアーマチュア４２４が固定されている。尚、軸部４２３は、弁部４２２にＸ軸方向に所定ストローク遊動自在に連結されている。そして、軸部４２３をＸ軸方向後方に付勢するばね４２５を設け、弁体４２が弁座４１４に着座する閉じ位置に存する状態でアーマチュア４２４に後述する電磁石４３２が当接したときの衝撃をばね４２５で吸収できるようにしている。
【００２１】
可動体４３は、弁体４２の軸部４２３が摺動自在に内挿されるガイド筒４３１を有する。また、可動体４３には、アーマチュア４２４に対向する電磁石４３２が取付けられている。電磁石４３２は、Ｕ字状の鉄心４３２ａと、鉄心４３２ａの片側の腕部分にボビン４３２ｂを介して巻回したコイル４３２ｃとで構成されており、コイル４３２ｃへの通電で励磁される。
【００２２】
弁室４１３の他端は、バルブケーシング４１に締結した蓋部材４１５で閉塞されている。蓋部材４１５の外面には、ステッピングモータ４４が取付けられている。また、ステッピングモータ４４の出力側のねじ軸４５１と、ねじ軸４５１に螺合してＸ軸方向に進退するナット４５２とから成る送りねじ機構４５を設けている。そして、ナット４５２にピン４５３を介して可動体４３を連結し、ステッピングモータ４４の正逆転により送りねじ機構４５を介して可動体４３をＸ軸方向に進退させるようにしている。尚、ステッピングモータ４４によりナットを回転駆動し、ナットに螺合するねじ軸がＸ軸方向に進退するように送りねじ機構を構成することも可能である。
【００２３】
モータ弁４を開弁させる際は、先ず、ステッピングモータ４４を正転させて、可動体４３を弁体４２に向けてＸ軸方向に前進させ、電磁石４３２をアーマチュア４２４に当接させる。次に、コイル４３２ｃへの通電で電磁石４３２を励磁して、アーマチュア４２４を電磁石４３２に吸着させ、この状態でステッピングモータ４４を逆転させて可動体４３をＸ軸方向に後退させ、弁体４２を弁座４１４から離れる開き方向に移動させる。また、モータ弁４を閉弁させる際は、コイル４３２ｃへの通電を停止し、弁体４２をばね４２１の付勢力で弁座４１４に着座する閉じ位置に復帰させる。
【００２４】
ところで、点火電極２１でのスパークを開始する点火時に、モータ弁４の弁体４２を急速に全開開度まで移動させると、大流量のガスがバーナ２に供給された状態でバーナ２に着火し、着火時に発生する着火音が大きくなってしまう。この場合、点火時にモータ弁４の弁体４２を所定の小開度で開くことにより、バーナ２への供給ガス量を少なくして、着火音を低減することが考えられる。然し、モータ弁４の構成部品の寸法バラツキや送りねじ機構４５のバックラッシュ等によりステッピングモータ４４の回転角と弁体４２の位置との相関に誤差を生ずるため、点火時の開度を小開度に設定したのでは、点火時の実際の開度が小さくなり過ぎて、点火不良を生じてしまうことがある。
【００２５】
そこで、本実施形態では、点火時に、アーマチュア４２４を電磁石４３２に吸着させた後、ステッピングモータ４４を間歇的に逆転させて、図２（ｂ）に示す如く、弁体４２を閉じ位置から開き方向に所定ストロークずつ段階的に移動させるようにしている。尚、ステッピングモータ４４の間歇的な逆転は、ステッピングモータ４４に逆転方向の駆動パルスを所定数（例えば、３パルス）連続して入力することと、駆動パルスの入力を所定時間（例えば、１ｍｓｅｃ）休止することとを繰り返すことで行われる。
【００２６】
本実施形態によれば、点火時に、モータ弁４の弁体４２が閉じ位置から開き方向に所定ストロークずつ段階的に移動するため、いきなり大流量のガスがバーナ２に供給されることがなく、着火音を低減できる。更に、部品の寸法バラツキや送りねじ機構４５のバックラッシュ等でステッピングモータ４４の回転角と弁体４２の位置との相関に誤差を生じても、時間経過に伴いバーナ２への供給ガス量が段階的に増加するため、点火不良を生ずることはない。
【００２７】
尚、点火時にステッピングモータ４４を低速で連続的に逆転させて、弁体４２を開き方向に低速で移動させることも考えられる。然し、ステッピングモータ４４は、低速で連続的に回転させると電力消費量が増す特性があり、電源として乾電池を用いる場合、乾電池の寿命が短くなる。これに対し、本実施形態の如くステッピングモータ４４を間歇的に回転させれば、電力消費量を低減でき、乾電池の寿命が延びる。
【００２８】
ところで、火炎センサ２２によりバーナ２の着火が検出された後も、ステッピングモータ４４を間歇的に逆転させて、図２（ｂ）に仮想線で示す如く、弁体４２を所定の全開位置まで所定ストロークずつ段階的に移動させることが考えられる。然し、これでは、バーナ２への供給ガス量が熱交換器３の加熱に必要な所要量に達するまでに時間がかかってしまい、その間は出湯される温水の温度が低くなって使用者に不便をかける。
【００２９】
そこで、本実施形態では、火炎センサ２２でバーナ２の着火が検出された後は、ステッピングモータ４４を、弁体４２が全開位置に移動するまで連続的に逆転させるようにしている。これによれば、図２（ｂ）に実線で示す如く、着火後に弁体４２が開き方向に速い速度で連続的に移動して、全開位置に短時間で到達する。従って、バーナ２に所要量のガスが供給されるまでにかかる時間を短縮することができ、使用者に不便をかけない。
【００３０】
以上、本発明の実施形態について図面を参照して説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、上記実施形態はガス湯沸し器に本発明を適用したものであるが、ガス湯沸し器以外のガス器具にも同様に本発明を適用できる。
【符号の説明】
【００３１】
Ａ…ガス湯沸し器（ガス器具）、２…バーナ、２１…点火電極、２２…火炎センサ、２ａ…ガス供給路、４…モータ弁、４２…弁体、４２１…ばね、４２４…アーマチュア、４３…可動体、４３２…電磁石、４４…ステッピングモータ、４５…送りねじ機構。
【図１】
0005469579.tif 000002
【図２】
0005469579.tif 000003